2018-11-22 mirror finish, experiments

アルミ合金の鏡面仕上げは初めてです。今まではすべてスコッチブライト7448によるヘアーライン仕上げでした。
鏡面にどうすれば早くきれいに仕上がるかわかりません。
色々検索しましたが、具体的に何番をどのくらいの強さでとかどのくらいの時間研磨したとかの具体的な記載は見つかりません。

そこで色々実験してみました。そして実験なのでできるだけ再現性があるよう心掛けました。

This time I tried to mirror finish. This is first try for me, I tried some procedure. 

素材
material
 研磨につかった材質はA5052  幅20oのもの、その他端材を使いました。
A5052 is used for polished material
  
 
 研磨剤
abrasive papers
研磨は#80のみFUJI STARの空研ぎペーパー、100から240まではTRUSCO の空研ぎペーパー を使いました。120のみ3Mのリフィルロールを使いました。(赤矢印)

TRUSCO選択の理由はMonotaro で5枚単位で売っていたのがこれだけだったからという単純な理由です。
(ほかのものは100枚単位で販売されていた)
そして#80はTRUSCOにはなかったので一枚売りのFUJISTAR にするしかなかった。

120は以前から持っていた。

というわけでこれらが選択されました。

印象としては#80は表示番手よりやや粗い感じを受けました(#100とのギャップが大きい)。あくまでも研磨した印象なので数値的な評価ではありません。


Abrasive papers for dry abrasion



 耐水ペーパーも5枚単位はTRUSCOしかなかったのでこれを選びました。
2000は以前買ったものがありました。


Wet and dry sand papers.
 #320は以前から持っていたKOVAXのものを使いました。


Kovax sand paper for wet abrasion
 その他のものとしてこれも手持ちのスコッチブライト7447,7448、3Mのスポンジ研磨剤5082もテストしてみました。


Sponge abrasive and SCOTCH brite are also used for trial abrasive
 5082は240から320相当になるようです。

5082 is equal to #240 to #320
 研磨方法
method

 研磨方法としては圧、速度、時間などいろいろな要素があるかと思います。これらを厳密に規定できないと実験としては不備を突かれてしまいますが、
厳密な科学実験ではないので、圧は中程度の手で加える圧力(ぎゅうぎゅうごしごしではなく、またフェザータッチのようにかるーく触るくらいより少し強く)で研磨。
速度はさささと早く細かく動かすのではなく車のワイパー最速くらいの感じで往復させる速さを心がけました。
一般的なペーパーがけといった感じでしょうか。
(後からアクセサリーを作るプロから聞いた話ですが往復運動は良く無いそうです。手前から向こうへの一方向が原則らしい。高校の時の工芸の先生はさささと軽く細かく動かしなさいと教えてくれました。アクセサリーは貴金属、工芸は木工だったので被削材の違いもあるのでしょうか。)

How to use the abrasive paper is an important factor.
I had to do it by my hand.
I applied abrasive paper between strong pressure and feather touch, and the speed is like the max speed of wind wiper of motor car.

 研磨時間も重要な要素でしょう。時間さえかければ前の段階でついた研磨痕を番手が飛んだペーパーで何とか消せます。
しかしいかに能率よく早く仕上げるかが目的です。

概ね20mmX 40mm の広さを上記の強さと速さで1分研磨しました。

10p四方の研磨に12.5分相当になります。

一般的な研磨から比べたら相当丁寧な研磨になるかと思います。

今回時間を決めて研磨してみて今までの研磨時間がいかに短いかがよくわかりました。


The duration of abrasion is one minute for 20X40mm
This is equal to 12.5 minutes for 100x100mm.
This is probably very careful than normal abrasion
 まずスポンジやすり(#240-320) スコッチブライト7447(320相当)7448(800相当)をペーパーと比較してみました。

First, I compare the sponge abrasive and SCOTCH brite 7447, 7448 with sand paper.
#240空研ぎペーパーの研磨痕です。

以下特別に記載しない限り実体顕微鏡にアダプターを付けて8倍にセットして撮った
像です。

#240 dry abrasion
スポンジ研磨剤5082の研磨状況です。

軽くあててこすっています。
240より明らかに細かい研磨痕でしょうか。


5082 abrasion
320というより400の研磨痕とほぼ一致といった感じです。


5082 seemed to be #400
次いで7447

7447
320と比べると7447の研磨痕のほうが細かい。どちらかというと上の400に近いよう見えます。


'7447 seemed to be 400 rather than 320
 7448も見てみました。
縦方向に研磨しています。


7448
800の研磨痕とほぼ一致するようです。


スポンジ研磨剤は400 
スコッチブライト7447は400
7448は800番相当と評価してよいでしょうか。

これらは凸凹によくなじみ使いやすい反面、ペーパーより研磨力が少し落ちるように感じました。
ヘアーライン仕上げにするのならこれらは最適でしょうが、鏡面仕上げの途中段階に使用するには番手の不連続を感じます。
どうせやるなら全部同じ研磨剤を使うほうが迷いが生じにくいように感じました。


It looks like 800


5082 similar to 400
7447 similar to 400
7448 similar to 800
 耐水ペーパーで空研ぎした時と、水研ぎをした時の違いも一応チェックしました。

comparison of dry and wet abrasion
ほぼ差はないようです。

耐水ペーパーで空研ぎをしてしまうと目詰まりが早く、どうかすると噛み込みが起きて深い傷を残すようです。耐水ペーパーはやはり水研ぎすべきでしょう。


ちなみに水研ぎといっていますが、実際は灯油を使っています。


Almost same

Using wet sandpaper without water nor kerosene, it may cause deep scratch, so it is better to use with water
次いで空研ぎペーパーからの研磨です。

はじめの段階は面出しもかねてペーパーをアテゴムにまいて研磨しました。
80なのでゴリゴリといった感じです。
板材なので面はほぼ出ているのでどちらかというと面を均一にしてスタート面を作るといった感じです。


Next dry and wet abrasion
 ここで途中の番手を省略していきなり細かい番手にあげて時間と手間を省けるかトライしてみました。

Try skipping grade
 まず80番で研磨

First using #80
 次いで120番で研磨


Next 120 skipping 100
 これは80−100−120と研磨したもの。
差は歴然ですね。


using 100 between 80 and 120.
The difference is obvious.
次はもう少し細かい番手。
80、100 120と研磨していきなり240で研磨した時の状態です。


間の150と180を省略したわけです。

next 120 and jumped to 240
こちらは100, 120, 150、180, 240 と途中に150、180を追加した状態。
明らかにこちらのほうが均一な仕上がりです。

途中を端折ってしまうとやはり結果はそれなりです。
結局手抜きをするとと最終段階で研磨痕が露呈してやり直しになり、大幅に時間がかかることが後を続けてわかりました。

一段階ずつ確実に行くべきでしょう。


This is 120, 150, 180, 240, step by step


Skipping grade is "you get back what you give.
I should go step by step.
100,120と研磨した時の研磨痕です。
これだと肉眼でも良くわかります。

scratch with 100 and 120
 次に150を使うとほぼ消し去れるようです。


Those scratches were erased by #150
 次いで180で研磨。
横方向にわずかですが前の研磨痕が見えます。

150のものかそれ以前のものかはっきりしません。


next applied 180
 丸で囲んだ部位の横棒のちょっと上が肉眼で見えた研磨痕です。
肉眼ではわかるのですが拡大像ではわかりにくいものもあります。

There are some scratches just above the black lines.
Those are visible with naked eye but not so clear under microscope.
 240で研磨しました。
研磨痕はほぼ消えています。

After 240

 320で研磨しました。
よーく見ると切削痕が見えます。
縦方向なので180のものでしょうか。

after 320
 これも研磨痕


small scratch
 400で研磨すると上のものくらいなら消せるようです。

erased by 400
この中にも横方向の研磨痕が見えます。

これも次の研磨で消せる範囲でしょう。


In black circle there are small scratches.

Those will be erased by next sanding
 600で研磨しました。
赤矢印が研磨痕。

これも次で消せる範囲でしょうか。

after 600

Scratches shown by red arrow will also erased by next abrasion
 800で研磨

研磨痕はほぼ消えているようです。

After 800
 黒い点のところに肉眼的には疵があります。
顕微鏡下でははっきりしません。
光の当たり具合で微妙に変化するので評価が難しいところです。


Small scars are visible by naked eye but under microscope, those are not visible.

It was affected by subtle change of the light, it is not so easy to evaluate.
 1000で研磨した状態

after 1000
 よく見ると小さな研磨痕が見えます。
これは肉眼でもよく見れば見えます。


Small scratch that is visible by fine naked eye
 研磨剤で磨きました。
やはりところどころに研磨痕が見えます。

これも光のあて具合では肉眼視できます


after polishing
 2000まで磨きました。

after 2000
研磨剤で磨きました。

1000と大差ないようです。
after polishing
There is not much deference between 1000 and 2000
2000研磨後研磨剤で磨いた状態。
部分的に小さな研磨痕が見えるところもあります。

small scars
 1000番で再研磨します。
黒丸内に研磨痕があります。

abraded by 1000 again,
there is a scratch in black circle
 20倍に今日拡大するとはっきり見えます。


Under high magnification, you can see it clearly
 1000番で研磨しました。
ほとんどわからないくらいに消えています。

after 1000
 研磨剤を使いました。
まあ合格範囲内ではないでしょうか。

After polishing.
 結論です


 番手を省略していきなり細かい番手にあげて時間と手間を省けるか

途中を端折ってしまうとやはり結果はそれなり
一段階ずつ確実に行くべき
でしょう。

スポンジやすり5082(#240-320) スコッチブライト7447(320相当)7448(800相当)をペーパーと比較

スポンジ研磨剤5082は400 
スコッチブライト7447は400
7448は800番相当と評価してよいでしょうか。

これらは凸凹によくなじみ使いやすい反面、ペーパーより研磨力が少し落ちるように感じました。
ヘアーライン仕上げにするのならこれらは最適でしょうが、鏡面仕上げの途中段階に使用するには番手の不連続を感じます。
どうせやるなら全部同じ研磨剤を使うほうが迷いが生じにくいように感じます。

同じ番手で空研ぎした時と、水研ぎをした時の違い

ほぼ差はないようです。
耐水ペーパーで空研ぎをしてしまうと目詰まりが早く、どうかすると噛み込みが起きて深い傷を残すようです。
耐水ペーパーはやはり水研ぎすべきでしょう。

そして
鏡面に仕上げるにはやはり♯1000くらいまで研磨して、その後研磨剤で磨く必要があるようです

 conclusion
skipping grade result in "You get back what you give."
You should go step by step.


comparison of the sponge abrasive and SCOTCH brite 7447, 7448 with sand paper.
5082 similar to 400
7447 similar to 400
7448 similar to 800


comparison of dry and wet abrasion
Almost same

Using wet sandpaper without water nor kerosene, it may cause deep scratch, so it is better to use with water
 研磨が終わりました。
左が練習、右が本物です。

Finished
 
 

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